东北大学材料研究所 Masaki Mizuguchi 副教授领导的研究小组与 KUT 环境科学与工程学院 Takeshi Fujita 教授领导的 KUT 小组合作，发现热磁效应的强度*1称为异常能斯特效应*2(Co中磁场的热电转换效应之一x(氧化镁)1-x粒状薄膜*3) 根据氧化镁 (MgO) 含量的不同而变化很大。
应用于本研究热电转换方面的反常能斯特效应早已为人所知，但由于其转换效率较低，尚未用于发电。坡度。因此，它现在在能量收集领域引起了人们的关注*4（从风和阳光等常见现象中收集能量）。
Co反常能斯特效应的测量方法x(氧化镁)1-x粒状薄膜
人们认为，为了利用具有热磁效应的磁性物质有效地发电，需要有通过控制材料固有的纳米结构来提高转换效率的技术，但这种技术的发展还不是很先进。为了填补这一空白，该研究小组专注于使用粒状薄膜材料，其中纳米尺寸的绝缘体颗粒（氧化镁，MgO）分散在钴（Co）薄膜中，以产生具有热磁效应的磁性物质。该团队通过改变氧化镁的含量创建了各种高质量的颗粒薄膜，并发现根据氧化镁的添加量，从热到电流的转换效率可以大大提高。
Co 中的异常能斯特效应x(氧化镁)1-x颗粒薄膜角度和反常霍尔角对MgO添加量的依赖性
使用本研究中生产的粒状薄膜材料，可以自由控制热电效率，例如，只需添加适量的绝缘体即可。这一发现将为发电元件的设计提供更大的材料选择自由度，并有望更广泛地应用于开发更高效的热电元件和能量收集技术。此外，粒状薄膜尚未经常用于热电转换元件，*5但它们有望成为新研究的目标材料，因为其材料选择范围广泛且易于材料生产。
教授。藤田说：“在这项研究中，我负责微观结构分析部分。基于反常能斯特效应的热电材料代表了一个新的研究领域。这次的介质是薄膜样品，但我们也在致力于块状材料的开发。”
这项研究结果于 2020 年 4 月 7 日发表于应用物理快报，美国物理学会的出版物。
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[文章信息]
期刊：应用物理快报（美国物理学会）
文章标题：Co 中的异常能斯特效应x(氧化镁)1-x颗粒状薄膜
作者：P Shen、T Fujita 和 M Mizuguchi
DOI：101063/15140461
*1热磁效应
当金属或半导体中由于温度梯度而存在热流时，通过外部施加磁场而产生电势差或温度差的现象。这有时也称为热通量效应。
*2异常能斯特效应
当热流通过磁化的磁性体时，在与磁化方向和热流方向垂直的方向（外积方向）上产生电压的现象。电压的方向和大小根据磁性材料而变化，并由材料的反常能斯特系数的符号和大小决定。
*3粒状薄膜
具有大量纳米级细颗粒分散在基质材料中的结构的薄膜的总称。这样的薄膜往往会引起独特的导电现象。
*4能量收集
将环境中的光、振动、废热、体热、电磁波等能量形式转化为电能的发电方式。由于近年来环保意识的增强和节能努力的推广，这种方法（也称为能量收集）已引起人们对迄今为止尚未开发的环境能源的使用的关注。
*5热电转换元件
利用热和电现象的元件的总称，例如塞贝克效应、珀耳帖效应和汤姆逊效应。例如，塞贝克效应（当两种不同类型的金属或半导体连接并且两端之间存在温差时产生电动势）将热能转化为电能。这在塞贝克转换元件中找到了应用。
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